Synthesis of P-type Zeolite Using Melting Slag from Municipal Incineration Ash

Melting slag generated from the lots of municipal incineration ash, which causes the one of big urban problems in modern industrial society, was used as starting material for the hydrothermal synthesis of zeolite. P-type zeolite has been successfully synthesized by the combined process of both 'hydrogelation' and 'clay conversion' method. Commercial sodium silicate was used as Si source, and $NaAlO_2$ was prepared by the reaction in a $Na_{2}O/Al_{2}O_{3}$ molar ratio of 1.2. The optimum conditions for zeolite synthesis was found to be the $SiO_{2}/Al_{2}O_{3}$ ratio in the 3.2 and 4.2 range, the $H_{2}O/Na_{2}O$ ratio in the 70.7 and 80.0 range, and more than 15-hour reaction time at $80^{\circ}C$, In the synthesized zeolite, inhomogeneous melting slag particles were disappeared and homogeneous P-type zeolite crystal was grown. The cation exchange capacity of the synthesized zeolite was determined to be approx. 240 cmol/kg.

도시 소각재 용융슬래그로부터 P형 제올라이트 합성

현대 산업사회의 큰 문제로 대두되고 있는 도시소각재를 용융시킨 용융슬래그를 출발물질로 하여 부가가치가 높은 P형 제올라이트를 "hydrogelation"법과 "clay conversion"법을 혼합한 새로운 방법에 의해 수열합성하였다. 출발물질은 용융슬래그 이외에 Si 공급원으로 시판되는 규산소다용액을, Al 공급원으로는 $Na_{2}O/Al_{2}O_{3}$의 비가 약 1.2인 알루민산소다용액을 사용하였다. $80^{\circ}C$의 반응 온도에서 P형 제올라이트의 최적합성조건은 $SiO_{2}/Al_{2}O_{3}$의 비율 $3.2{\sim}4.2,\;H_{2}O/Na_{2}O$의 비율 $70.7{\sim}80.0$, 그리고 반응시간이 15시간 이상일 때이었다. P형 제올라이트가 합성되었을 때, 크기가 일정하지 않은 용융슬래그 입자들은 용해되어 사라졌으며, 그 대신 균일한 크기의 P형 제올라이트 결정이 형성되었다. 암모니움 아세테이트법에 의해 측정된 합성 제올라이트의 양이온 교환능은 240cmol/kg 정도이었다.